机构设计的创新方法

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1、一、本章主要内容1、了解机械系统设计的整个过程（执行系统方案设计、传动方案设计等）2、明确设计的目的，掌握各设计项目的设计内容和要求。二、本章重点和难点机械总体方案设计阶段的设计内容和设计思想第十三章机构设计的创新方法一、概述1、机器设计制造的一般过程机器的使用功能要求-----用户市场需求决定机器的使用功能原理设计功能原理实现与分解----机构选型与运动协调机构设计-----性能分析与尺寸优选零件设计-----强度计算与结构设计工艺设计-----加工过程与工装设计制造与装配-----加工,装配,调试机器的使用功能原理设计不同原理实现方式----得到不同原理的机器----原理创新--

2、-革命如何实现?实现功能的要求-------物理化学原理-------专业与行业特点------学科交叉切削机床-----去除金属的物理化学原理裁剪机---------切割布料的物理化学原理相应的整台机器的机械功能(动作与外观)动作--------运动与力,外观--------造型3功能原理实现与分解实现整台机器物理化学原理的机械功能如何实现相应的机械功能机械功能-----工艺动作------复合机械动作复合动作-----运动,力和外观复合运动的分解-----分解为简单动作(运动与力),简单运动:回转运动,移动简单运动的实现:机构选型简单运动的合成-------运动协调外观-----

3、---造型4运动方案设计实现机械功能-----工艺动作------复合机械动作运动设计:机构选型设计,性能分析与尺寸优选机构选型设计:实现简单运动:回转运动、移动性能分析:使用、运动、动力、制造、维护尺寸优选:以提高运动,动力性能为目标运动协调:多个机构实现复合工艺动作的协调关系二设计步骤对使用功能进行功能与工艺动作分解—专业知识运动与力的要求-----执行构件的生产阻力,运动参数2.工艺动作的运动设计-----机构选型与参数设计原动机----传动路线(机构)---执行机构(1)原动机的运动参数回转运动电机、液压马达、气动马达等往复直线运动　往复式油缸或气缸(2)回转运动连续转动转/

4、分间歇转动次/分，动/停往复摆动次/分，摆角大小，行程速比系数(4)机械传动系统方案的拟定机构的原始运动参数1）执行构件的运动参数(3)直线运动往复直动行程数/分，行程大小，行程速比系数带停歇往复直动次/分停歇位置,时间行程速度带停歇单向直动进给量/分曲线运动x,y或x=x(t),y=y(t)回转运动连续转动转/分间歇转动次/分，动/停往复摆动次/分，摆角大小，行程速比系数直线运动往复直动(行程数/分，行程大小，行程速比系数)带停歇往复直动(次/分停歇位置时间行程速度)带停歇单向直动(进给量/分)2）原动机的运动参数回转运动电机，液压马达，气动马达等往复直线运动　往复式油缸或汽缸各执

5、行构件间的协调配合（１）总传动比ｉ＝原动机的转速／执行构件转速（２）各执行构件间互相有关，须严格配合包括a)运动速度的配合b)动作的配合　　动作次序３机械的工作循环图-----机械的运动循环图表明机械一个工作循环中各执行构件的运动配合关系图该图是将各执行机构的运动循环按同一时间（或转角）比例尺画出的循环图，并且以其某一主要执行构件的工作起点为基准来表示各执行机构的运动循环相对于该主要执行机构而动作的先后次序，既可以达到互相协调的目的，又最大限度地缩短运动循环周期，提高生产效率。常见的机械的运动循环图有：（１）直线式工作循环图（２）圆周式工作循环图（３）直角坐标式工作循环图特点：绘制方

6、法简单，能清楚地表示出一个运动循环内各执行构件间运动的先后顺序和位置关系。但由于不能显示各执行构件的运动变化情况，只有简单的文字表述，使运动循环图的直观性较差。绘制方法：将机械在一个工作循环中各执行构件各运动区段的起止时间（或转角）和先后顺序，按比例绘制在直线轴上，形成长条矩形图，如图所示（１）直线式工作循环图绘制方法：以原点O为圆心，作若干个同心圆环，每一个圆环代表一个执行构件。由各相应圆环分别引径向直线表示个执行构件不同运动区段的起始和终止位置，如图所示。特点：因为机械的运动循环通常是在主轴或分配轴转一周的过程中完成的，因此，能直观地看出各执行机构中原动件在主轴或分配轴上所处的相

7、位，便于各执行机构的设计、安装和调试。但当执行构件较多时，因同心圆环太多而不够清晰，同样也不能显示执行构件的运动变化情况。（２）圆周式工作循环图绘制方法：以横坐标轴代表机械的主轴或分配轴的转角，以纵坐标轴代表各执行构件的角位移或线位移，如图所示，实际上就是各执行构件的位移线图。为简明起见，通常忽略实际的运动规律，将各运动区段用直线连接，只反映出各个执行构件间运动的协调配合关系即可。特点：形象、直观，不仅能清楚地表示出各执行构件的运动先后顺序，还能表示出执行